如图甲所示,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的

如图甲所示,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1.将物体A浸没在圆筒形容器内的液体中,静止时,容器内的液面升高了7.5cm,如图乙所示,此时细绳对物体A的拉力为F2,物体A上表面到液面的距离为h1.然后,将物体A竖直向上移动h2,物体A静止时,细绳对物体A的拉力为F3.已知F1与F2之差为7.2N,F2与F3之比为 5:8,h1为3cm,h2为5cm.不计绳重,g取10N/kg.则液体的密度是______kg/m3,物体A的密度是______kg/m3
qiufeng2006 1年前 已收到3个回答 举报

jian_xh 幼苗

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解题思路:(1)先根据容器的底面积和上升的高度求出物体的体积,然后根据浮力的大小(F1与F2之差)求出液体的密度;
(2)若求物体的密度,就必须利用“F2与F3之比为5:8”,物体全部浸没时,F2为F1与F的差,而将物体提升h2后,F3为F2与此时物体所受浮力的差,那么求出提升h2后,物体A排开液体的体积,即浸没在液体中部分的体积为解答此题的关键;
首先将研究对象简化,在图乙中,物体完全浸没时,以物体A的底面所在平面为参考面,在提升物体前后,此面以下的液体体积不会发生变化,所以可以先不予考虑;那么参考面以上部分,物体和液体的体积总和在提升物体前后始终不变,可利用这个等量关系来列出方程求得提升物体后,物体浸没在液体中的高度,进而可求出这部分的体积大小,即:排开液体的体积,由此整个题目的未知量全部求出.

(1)vA=80cm2×7.5cm=600cm3
则物体A的高度为:hA=
VA
SA=
600cm3
60cm2=10cm;
因为物体在空气中静止时,绳子的拉力等于物体的重力即F1
又因为F1与F2之差为7.2N,
因此物体在液体中受到的浮力等于7.2N;
即7.2N=ρgvA
7.2N=ρ×10N/kg×600×10-6m3
ρ=1.2×103kg/m3
(2)②如图乙,当物体A全部浸没在液体中时,以其底面所在平面为参考面,设其位置为e,那么在提出物体A时,在位置e以下的部分体积不再发生变化,因此不做考虑;
那么当物体A提起h2时,位置e以上的总体积保持不变,若设物体提起h2时,物体A在液面上的部分高度为xcm,那么以这个总体积不变作为等量关系,可列出:
S容器•(hA+h1)=SA•x+S容器•(hA+h2-x),即:
80cm2×(10cm+3cm)=60cm2×x+80cm2×(10cm+5cm-x)
解得:x=8;
那么此时,物体A浸入液体中的高度为:h=10cm-8cm=2cm.
③已知:完全浸没时细绳对物体A的拉力为F2与提升高度h2时细绳对物体A的拉力为F3的比值为 5:8,得:
(F1-F):(F1gv)=5:8,即:
(ρAgsAhAgsAhA):(ρAgsAhAgsAh)=5:8
解得:ρA=[7/3]ρ=[7/3]×1.2×103kg/m3=2.8×103kg/m3
故答案为:1.2×103;2.8×103

点评:
本题考点: 密度的计算;阿基米德原理.

考点点评: 本题综合考查了密度公式的应用和浮力公式的应用,在提升物体时,液面发生的高度变化是此题的一个难点.

1年前

8

BBQ-fuyu 幼苗

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通过F1和F2的关系求液体的密度,液体的密度是1.2x10^3

1年前

2

没人爱的小强 幼苗

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一楼的老兄真牛!谢了!

1年前

0
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